La radiazione elettromagnetica dal cosmo Prova di Laboratorio
15 febbraio 2010
Obiettivo della prova:
(A) determinare la velocità di recessione (radiale) delle due galassie NGC 7689 e NGC 7682 attraverso la misura dello spostamento delle righe di emissione presenti nei loro spettri.
(B) Determinare se l'attività nucleare presente in ognuna delle galassie sia di tipo AGN o Starburst misurando il rapporto fra i flussi (e/o larghezze equivalenti EW equivalent width ) di alcune righe di emissione e utilizzando due diagrammi diagnostici .
(C) Utilizzando la legge di Hubble determinare la distanza (in kpc) fra le galasssie e la misura approssimata dei loro diametri.
(D) Confrontare le due immagini digitali che contengono le due galassie e determinare la scala (“/pixel della seconda immagine).
Per fare tutto questo utilizzeremo alcuni comandi del software di analisi dati astronomici IRAF.
(1) Effettuate il login utilizzando le credenziali che vi sono state assegnate.
(2) Aprite un navigatore web, dirigetevi a
http://gbm.bo.astro.it/paola/didattica/pls2010/ e scaricatetutti e 4 i file (.fits) che trovate.
(3) Aprite un terminale di tipo consolle.
(4) Digitate mkiraf e su richiesta del tipo di terminale digitate xgterm.
(5) Digitate xgterm (se non funziona digitate xterm).
(6) Dalla consolle che si aprirà (quella a sfondo bianco) digitate cl.
(7) Digitate noao e poi oned.
(8) Digitate splot N7679 e, di seguito, un invio (return).
Comparirà una nuova finestra con lo spettro della galassia NGC 7679. Per vedere meglio una porzione dello spettro (fare lo zoom su una regione) posizionate il cursore a sinistra e digitate a e poi a destra e digitate a. Lo zoom si può effettuare più di una volta fino a che non si ottiene l'ingrandimento desiderato. Per tornare alle condizioni iniziali (no zoom) digitate c.
Inizio della prova :
(A) Identificare le righe di emissione e misurarne la posizione per determinare il loro spostamento (redshift).
La Tabella 1 contiene la posizione (di riposo) arrotondata all' amstrong delle righe di emissione che possono essere presenti negli spettri.
(L'asterisco indica le righe vi serviranno per i diagrammi diagnostici, punto (B)).
Identificate subito le righe più facili (il “trittico” H_beta [OIII] e
[OIII] e [NII] H_alpha e [NII]) . Determinate la posizione del
centro di ciascuna riga effettuando uno zoom per vedere meglio
e poi pigiando la barra spaziatrice. Se le righe non sono
blended potete utilizzare il comando k posizionandovi prima a
sinistra e poi a destra della riga (k a sinistra e poi k a destra)
che esegue il fit di una gaussiana alla riga e restituisce la
posizione del centro. Se il fit è buono la posizione ottenuta in
questo modo è più accurata di quella ottenuta con la barra
spaziatrice. Se il fit non vi piace potete rifarlo digitando prima
r (reset) e poi di nuovo k e k. Quando siete soddisfatti riportate
identificatore e misura del centro riga (arrotondata all'
amstrong) nella tabella vuota allegata.
Se le righe sono blended (come nel caso di [NII] H_alpha [NII]) dovete usare il comando d (deblend) a sinistra e a destra.
Poi posizionate il cursore all'incirca sul centro di ciascuna riga e schiacciate g (fit gaussiano), richiedete il fit simultaneo di tutte le righe (all), e del continuo. Per avere le posizioni dei centri delle singole righe dovete dare il + . Se non siete soddisfatti date un reset (r) e ricominciate.
Con q (quit) uscite dal grafico dello spettro.
Una volta che avete identificato tutte le righe calcolate il redshift
z=osservata −riposoriposo
per ciascuna di esse fatene una
media e poi moltiplicate per 299792 km/s per ottenere la velocità di allontanamento.
Seguite lo stesso procedimento per lo spettro di NGC 7682 (splot N7682fast ...ecc.)
(B) Ora dovete misurare la forza delle righe indicate con un asterisco in Tabella 1. Per fare ciò vi serve il rapporto dei flussi o delle EW (equivalent width) che potete ottenere coi comandi k k e d d . Per NGC 7679 (spettro calibrato in flusso) potete avere entrambi e verificare così che il logaritmo del rapporto fra i flussi o delle EW dà risultati consistenti) per NGC 7682 dovete considerare solo il rapporto delle EW poichè i flussi non sono affidabili (spettro non calibrato, unità di misura “arbitrarie”).
Quando avete calcolato tutti rapporti ed il loro logaritmo posizionate le due galassie nei diagnostici allegati.
Nel secondo diagnostico dovete considerare il flusso e/o la EW totale delle due righe dello [SII] ossia la somma dei flussi e/o delle EW delle due singole righe.
(C) Uscite definitivamente da IRAF con il comando logout.
Digitate DS9, si aprirà un gestore di immagini. Caricate
l'immagine N76827679DSS2B14x14.fits. Giocate coi tagli per
visualizzarla al meglio (comando scale del menu). Sapendo che la lunghezza del lato di questa immagine corrisponde a 14', utilizzando la legge di Hubble vr= H
0d e un valore per H
0
pari a 70 km sec−1Mpc
−1 potete dare una stima della separazione (in kpc) fra le due galassie ed anche delle loro dimensioni.
(D) Confrontando la separazione in pixel fra le due galassie nella prima immagine e nell'immagine N76827679R.fits potete determinare la scala (“/pixel di quest'ultima).
Tabella 1
Righe di emissione che possono essere presenti nello spettro delle galassie (Sb,Sc,Sd,Irr, Starburst e Nuclei Galattici Attivi )
Elemento Lunghezza d'onda a riposo (in amstrong)
[OII] 3727
H_theta 3798
H_eta 3835
He I 3888
[ SII] 4071
H_delta 4102
H_gamma 4341
[OIII] 4363
H_beta 4862
[OIII] 4959
[OIII] * 5007
[OI] 6301
[OI] 6365
[NII] 6549
H_alpha * 6563
[NII] * 6583
[SII] * 6717
[SII] * 6731
Le Starburst si trovano sotto la curva i nucle galattici attivi (AGN) sopra
Le Starburst si trovano sotto la curva gli AGN sopra. La retta separa gli
AGN “più intensi” (galassie di Seyfert) da quelli di minor “intensità” (Liner)
NGC 7679
Elemento lambda_oss lambda_riposo z
NGC 7682
Elemento lambda_oss lambda_riposo z
